浪涌保護(hù)器，防雷器，電涌保護(hù)器 詳細(xì)說(shuō)明
基本信息
浪涌保護(hù)器
原始的浪涌保護(hù)器羊角形間隙，出現(xiàn)于19世紀(jì)末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電，故稱“浪涌保護(hù)器”。20世紀(jì)20年代,出現(xiàn)了鋁浪涌保護(hù)器,氧化膜浪涌保護(hù)器和丸式浪涌保護(hù)器。30年代出現(xiàn)了管式浪涌保護(hù)器。50年代出現(xiàn)了碳化硅防雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物浪涌保護(hù)器?，F(xiàn)代高壓浪涌保護(hù)器，不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過(guò)電壓，也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過(guò)電壓。
浪涌保護(hù)器圖集(15張)
突波
浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過(guò)電壓。本質(zhì)上講，浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬(wàn)分之一秒時(shí)間內(nèi)的一種劇烈脈沖，?？赡芤鹄擞康脑蛴校褐匦驮O(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動(dòng)機(jī)。而含有浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量，以保護(hù)連接設(shè)備免于受損。
防雷器
浪涌保護(hù)器，也叫防雷器，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護(hù)的電子裝置。當(dāng)電氣回路或者通信線路中因?yàn)橥饨绲母蓴_突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時(shí)，浪涌保護(hù)器能在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對(duì)回路中其他設(shè)備的損害。
基本與特點(diǎn)
保護(hù)通流量大，殘壓極低，響應(yīng)時(shí)間快；
· 采用新滅弧技術(shù)，徹底避免火災(zāi)；；
· 采用溫控保護(hù)電路，內(nèi)置熱保護(hù)；
· 帶有電源狀態(tài)指示，指示浪涌保護(hù)器工作狀態(tài)；
· 結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，工作穩(wěn)定可靠。
分析浪涌保護(hù)器
雷電災(zāi)害是嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,全世界每年因雷電災(zāi)害造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。隨著電子、微電子集成化設(shè)備的大量應(yīng)用,雷電過(guò)電壓和雷擊電磁脈沖所造成的系統(tǒng)和設(shè)備的損壞越來(lái)越多。因此,盡快解決建筑物和電子信息系統(tǒng)雷電災(zāi)害防護(hù)問(wèn)題顯得十分重要。
隨著相關(guān)設(shè)備對(duì)防雷要求的日益嚴(yán)格,安裝浪涌保護(hù)器(SurgeProtection Device, SPD)抑制線路上的浪涌和瞬時(shí)過(guò)電壓、泄放線路上的過(guò)電流成為現(xiàn)代防雷技術(shù)的重要環(huán)節(jié)之一。
1 雷電的特性
防雷包括外部防雷和內(nèi)部防雷。外部防雷以接閃器(避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷線)、引下線、接地裝置為主,其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲,將可能擊中建筑物的雷電通過(guò)避雷針(帶、網(wǎng)、線)、引下線等泄放入大地。內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、線路浪涌、地電位反擊、雷電波入侵以及電磁與靜電感應(yīng)的措施。其基本方法是采用等電位聯(lián)結(jié),包括直接連接和通過(guò)SPD間接連接,使金屬體、設(shè)備線路與大地形成一個(gè)有條件的等電位體,將因雷擊和其他浪涌引起的內(nèi)部設(shè)施分流和感應(yīng)的雷電流或浪涌電流泄放入大地,從而保護(hù)建筑物內(nèi)人員和設(shè)備的安全。
雷電的特點(diǎn)是電壓上升非?？?span lang="EN-US">(10μs以內(nèi)),峰值電壓高(數(shù)萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)伏),電流大(幾十至幾百千安),維持時(shí)間較短(幾十至幾百微秒),傳輸速度快(以光速傳播),能量非常巨大,是浪涌電壓中具破壞力的一種。
2 浪涌保護(hù)器的分類
SPD是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置,其作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過(guò)電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi),或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地,保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊。
2. 1 按工作原理分類
按其工作原理分類, SPD可以分為電壓開(kāi)關(guān)型、限壓型及組合型。
(1)電壓開(kāi)關(guān)型SPD。在沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)呈現(xiàn)高阻抗,一旦響應(yīng)雷電瞬時(shí)過(guò)電壓,其阻抗就突變?yōu)榈妥杩?span lang="EN-US">,允許雷電流通過(guò),也被稱為“短路開(kāi)關(guān)型SPD”。
(2)限壓型SPD。當(dāng)沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí),為高阻抗,但隨電涌電流和電壓的增加,其阻抗會(huì)不斷減小,其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性,有時(shí)被稱為“鉗壓型SPD”。
(3)組合型SPD。由電壓開(kāi)關(guān)型組件和限壓型組件組合而成,可以顯示為電壓開(kāi)關(guān)型或限壓型或兩者兼有的特性,這決定于所加電壓的特性。
2. 2 按用途分類
按其用途分類, SPD可以分為電源線路SPD和信號(hào)線路SPD兩種。
2. 2. 1 電源線路SPD
由于雷擊的能量是非常巨大的,需要通過(guò)分級(jí)泄放的方法,將雷擊能量逐步泄放到大地。在直擊雷非防護(hù)區(qū)(LPZ0A)或在直擊雷防護(hù)區(qū)(LPZ0B)與防護(hù)區(qū)(LPZ1)交界處,安裝通過(guò)Ⅰ級(jí)分類試驗(yàn)的浪涌保護(hù)器或限壓型浪涌保護(hù)器作為級(jí)保護(hù),對(duì)直擊雷電流進(jìn)行泄放,或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時(shí),將傳導(dǎo)的巨大能量進(jìn)行泄放。在防護(hù)區(qū)之后的各分區(qū)(包含LPZ1區(qū))交界處安裝限壓型浪涌保護(hù)器,作為二、三級(jí)或更高等級(jí)保護(hù)。第二級(jí)保護(hù)器是針對(duì)前級(jí)保護(hù)器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備,在前級(jí)發(fā)生較大雷擊能量吸收時(shí),仍有一部分對(duì)設(shè)備或第三級(jí)保護(hù)器而言是相當(dāng)巨大的能量,會(huì)傳導(dǎo)過(guò)來(lái),需要第二級(jí)保護(hù)器進(jìn)一步吸收。同時(shí),經(jīng)過(guò)級(jí)防雷器的傳輸線路也會(huì)感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射。當(dāng)線路足夠長(zhǎng)時(shí),感應(yīng)雷的能量就變得足夠大,需要第二級(jí)保護(hù)器進(jìn)一步對(duì)雷擊能量實(shí)施泄放。第三級(jí)保護(hù)器對(duì)通過(guò)第二級(jí)保護(hù)器的殘余雷擊能量進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐壓等級(jí),假如兩級(jí)防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平,就只需要做兩級(jí)保護(hù);假如設(shè)備的耐壓水平較低,可能需要四級(jí)甚至更多級(jí)的保護(hù)。
選擇SPD,首先需要了解一些參數(shù)及其工作原理。
(1) 10/350μs波是模擬直擊雷的波形,波形能量大; 8/20μs波是模擬雷電感應(yīng)和雷電傳導(dǎo)的波形。
(2)標(biāo)稱放電電流In是指流過(guò)SPD、8/20μs電流波的峰值電流。
(3)放電電流Imax又稱為通流量,指使用8/20μs電流波沖擊SPD能承受的放電電流。
(4)持續(xù)耐壓Uc(rms)指可連續(xù)施加在SPD上的交流電壓有效值或直流電壓。
(5)殘壓Ur指在額定放電電流In下的殘壓值。
(6)保護(hù)電壓Up表征SPD限制接線端子間的電壓特性參數(shù),其值可從優(yōu)選值的列表中選取,應(yīng)大于限制電壓的值。
(7)電壓開(kāi)關(guān)型SPD主要泄放的是10/350μs電流波,限壓型SPD主要泄放的是8/20μs電流波。
編輯本段一、浪涌保護(hù)器（SPD）工作原理
浪涌保護(hù)器（Surge protection Device）是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置，過(guò)去常稱為
??
浪涌保護(hù)器工作原理圖
“避雷器”或“過(guò)電壓保護(hù)器”英文簡(jiǎn)寫為SPD.浪涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過(guò)電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。
浪涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含一個(gè)非線性電壓限制元件。用于浪涌保護(hù)器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。
浪涌保護(hù)器的基本元器件
1.放電間隙（又稱保護(hù)間隙）：
它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護(hù)設(shè)備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線（PE）相連接，當(dāng)瞬時(shí)過(guò)電壓襲來(lái)時(shí)，間隙被擊穿，把一部分過(guò)電壓的電荷引入大地，避免了被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是滅弧性能差。改進(jìn)型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是靠回路的電動(dòng)力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。
2.氣體放電管：
它是由相互離開(kāi)的一對(duì)冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體（Ar）的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，
氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有：直流放電電壓Udc；沖擊放電電壓Up（一般情況下Up≈（2～3）Udc；工頻耐受電流In；沖擊耐受電流Ip；絕緣電阻R（>109Ω）；極間電容（1-5PF）
氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下：在直流條件下使用：Udc≥1.8U0（U0為線路正常工作的直流電壓）
在交流條件下使用：U dc≥1.44Un（Un為線路正常工作的交流電壓有效值）
3.壓敏電阻：
它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻，當(dāng)作用在其兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值后，電阻對(duì)電壓十分敏感。它的工作原理相當(dāng)于多個(gè)半導(dǎo)體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點(diǎn)是非線性特性好（I=CUα中的非線性系數(shù)α），通流容量大（～2KA/cm2），常態(tài)泄漏電流?。?span lang="EN-US">10-7～10-6A），殘壓低（取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量），對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓響應(yīng)時(shí)間快（～10-8s），無(wú)續(xù)流。
壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有：壓敏電壓（即開(kāi)關(guān)電壓）UN，參考電壓Ulma；殘壓Ures；殘壓比K（K=Ures/UN）；通流容量Imax；泄漏電流；響應(yīng)時(shí)間。
壓敏電阻的使用條件有：壓敏電壓：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0為工頻電源額定電壓）
小參考電壓：Ulma≥（1.8～2）Uac （直流條件下使用）
Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓）
壓敏電阻的參考電壓應(yīng)由被保護(hù)電子設(shè)備的耐受電壓來(lái)確定，應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護(hù)電子設(shè)備的而損電壓水平，即（Ulma）max≤Ub/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護(hù)設(shè)備的而損電壓。
4.抑制二極管：
抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區(qū)，由于它具有箝位電壓低和動(dòng)作響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，特別適合用作多級(jí)保護(hù)電路中的末幾級(jí)保護(hù)元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線性系數(shù)，對(duì)于齊納二極管α=7～9，在雪崩二極管α=5～7.
抑制二極管的技術(shù)參數(shù)主要有
（1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓，這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內(nèi)，而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內(nèi)。
（2）箝位電壓：它是指管子在通過(guò)規(guī)定波形的大電流時(shí)，其兩端出現(xiàn)的電壓。
?。?span lang="EN-US">3）脈沖功率：它是指在規(guī)定的電流波形（如10/1000μs）下，管子兩端的箝位電壓與管子中電流等值之積。
?。?span lang="EN-US">4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區(qū)，其兩端所能施加的電壓，在此電壓下管子不應(yīng)擊穿。此反向變位電壓應(yīng)明顯高于被保護(hù)電子系統(tǒng)的運(yùn)行電壓峰值，也即不能在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)處于弱導(dǎo)通狀態(tài)。
（5）泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過(guò)的反向電流。
?。?span lang="EN-US">6）響應(yīng)時(shí)間：10-11s
5.扼流線圈：扼流線圈是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個(gè)尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對(duì)稱地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個(gè)四端器件，要對(duì)于共模信號(hào)呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對(duì)于差模信號(hào)呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào)（如雷電干擾），而對(duì)線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)無(wú)影響。
扼流線圈在制作時(shí)應(yīng)滿足以下要求：
1）繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣，以保證在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。
2）當(dāng)線圈流過(guò)瞬時(shí)大電流時(shí)，磁芯不要出現(xiàn)飽和。
3）線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。
4）線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強(qiáng)線圈對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓的而授能力。
6. 1/4波長(zhǎng)短路器
1/4波長(zhǎng)短路器是根據(jù)雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號(hào)浪涌保護(hù)器，這種保護(hù)器中的金屬短路棒長(zhǎng)度是根據(jù)工作信號(hào)頻率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波長(zhǎng)的大小來(lái)確定的。此并聯(lián)的短路棒長(zhǎng)度對(duì)于該工作信號(hào)頻率來(lái)說(shuō)，其阻抗無(wú)窮大，相當(dāng)于開(kāi)路，不影響該信號(hào)的傳輸，但對(duì)于雷電波來(lái)說(shuō)，由于雷電能量主要分布在n+KHZ以下，此短路棒對(duì)于雷電波阻抗很小，相當(dāng)于短路，雷電能量級(jí)被泄放入地。
由于1/4波長(zhǎng)短路棒的直徑一般為幾毫米，因此耐沖擊電流性能好，可達(dá)到30KA（8/20μs）以上，而且殘壓很小，此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的，其不足之處是工頻帶較窄，帶寬約為2%～20%左右，另一個(gè)缺點(diǎn)是不能對(duì)天饋設(shè)施加直流偏置，使某些應(yīng)用受到限制。
SPD的基本電路
浪涌保護(hù)器的電路根據(jù)不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介紹的幾種，一個(gè)技術(shù)精通的防雷產(chǎn)品研究工作者，可設(shè)計(jì)出五花八門的電路，好似一盒積木可搭出不同的結(jié)構(gòu)圖案。研制出既有效又性能價(jià)格比好的產(chǎn)品，是防雷工作者的重任。
編輯本段二、浪涌保護(hù)器（也稱防雷器）的分級(jí)防護(hù)
由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過(guò)分級(jí)泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。級(jí)防雷器可以對(duì)于直接雷擊電流進(jìn)行泄放，或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時(shí)傳導(dǎo)的巨大能量進(jìn)行泄放，對(duì)于有可能發(fā)生直接雷擊的地方，必須進(jìn)行CLASS—I的防雷。第二級(jí)防雷器是針對(duì)前級(jí)防雷器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備，對(duì)于前級(jí)發(fā)生較大雷擊能量吸收時(shí)，仍有一部分對(duì)設(shè)備或第三級(jí)防雷器而言是相當(dāng)巨大的能量會(huì)傳導(dǎo)過(guò)來(lái)，需要第二級(jí)防雷器進(jìn)一步吸收。同時(shí)，經(jīng)過(guò)級(jí)防雷器的傳輸線路也會(huì)感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當(dāng)線路足夠長(zhǎng)感應(yīng)雷的能量就變得足夠大，需要第二級(jí)防雷器進(jìn)一步對(duì)雷擊能量實(shí)施泄放。第三級(jí)防雷器是對(duì)LEMP和通過(guò)第二級(jí)防雷器的殘余雷擊能量進(jìn)行保護(hù)。
1、級(jí)保護(hù)
目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區(qū)傳導(dǎo)進(jìn)入LPZ1區(qū)，將數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)伏的浪涌電壓限制到2500—3000V。
入戶電力變壓器低壓側(cè)安裝的電源防雷器作為級(jí)保護(hù)時(shí)應(yīng)為三相電壓開(kāi)關(guān)型電源防雷器，其雷電通流量不應(yīng)低于60KA。該級(jí)電源防雷器應(yīng)是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進(jìn)線各相和大地之間的大容量電源防雷器。一般要求該級(jí)電源防雷器具備每相100KA以上的沖擊容量，要求的限制電壓小于1500V，稱之為CLASS I級(jí)電源防雷器。這些電磁防雷器是專為承受雷電和感應(yīng)雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設(shè)計(jì)的，可將大量的浪涌電流分流到大地。它們僅提供限制電壓（沖擊電流流過(guò)電源防雷器時(shí)，線路上出現(xiàn)的電壓稱為限制電壓）為中等級(jí)別的保護(hù)，因?yàn)?span lang="EN-US">CLASS I級(jí)保護(hù)器主要是對(duì)大浪涌電流進(jìn)行吸收，僅靠它們是不能完全保護(hù)供電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設(shè)備的。
級(jí)電源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷電波，達(dá)到IEC規(guī)定的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)參考為：雷電通流量大于或等于100KA（10/350μs）；殘壓值不大于2.5KV；響應(yīng)時(shí)間小于或等于100ns。
2、第二級(jí)防護(hù)
目的是進(jìn)一步將通過(guò)級(jí)防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到1500—2000V，對(duì)LPZ1—LPZ2實(shí)施等電位連接。
分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級(jí)保護(hù)時(shí)應(yīng)為限壓型電源防雷器，其雷電流容量不應(yīng)低于20KA，應(yīng)安裝在向重要或敏感用電設(shè)備供電的分路配電處。這些電源防雷器對(duì)于通過(guò)了用戶供電入口處浪涌放電器的剩余浪涌能量進(jìn)行更完善的吸收，對(duì)于瞬態(tài)過(guò)電壓具有極好的抑制作用。該處使用的電源防雷器要求的沖擊容量為每相45kA以上，要求的限制電壓應(yīng)小于1200V，稱之為CLASS II級(jí)電源防雷器。一般用戶供電系統(tǒng)做到第二級(jí)保護(hù)就可以達(dá)到用電設(shè)備運(yùn)行的要求了
第二級(jí)電源防雷器采用C類保護(hù)器進(jìn)行相—中、相—地以及中—地的全模式保護(hù)，主要技術(shù)參數(shù)為：雷電通流容量大于或等于40KA(8/20μs)；殘壓峰值不大于1000V；響應(yīng)時(shí)間不大于25ns。
3、第三級(jí)保護(hù)
目的是終保護(hù)設(shè)備的手段，將殘余浪涌電壓的值降低到1000V以內(nèi)，使浪涌的能量不致?lián)p壞設(shè)備。
在電子信息設(shè)備交流電源進(jìn)線端安裝的電源防雷器作為第三級(jí)保護(hù)時(shí)應(yīng)為串聯(lián)式限壓型電源防雷器，其雷電通流容量不應(yīng)低于10KA。
后的防線可在用電設(shè)備內(nèi)部電源部分采用一個(gè)內(nèi)置式的電源防雷器，以達(dá)到完全消除微小的瞬態(tài)過(guò)電壓的目的。該處使用的電源防雷器要求的沖擊容量為每相20KA或更低一些，要求的限制電壓應(yīng)小于1000V。對(duì)于一些特別重要或特別敏感的電子設(shè)備具備第三級(jí)保護(hù)是必要的，同時(shí)也可以保護(hù)用電設(shè)備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓影響。
對(duì)于微波通信設(shè)備、移動(dòng)機(jī)站通信設(shè)備及雷達(dá)設(shè)備等使用的整流電源，宜視其工作電壓的保護(hù)需要分別選用工作電壓適配的直流電源防雷器作為末級(jí)保護(hù)。
4、第四級(jí)及四級(jí)以上保護(hù)
根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐壓等級(jí)，假如兩級(jí)防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平，就只需要做兩級(jí)保護(hù)，假如設(shè)備的耐壓水平較低，可能需要四級(jí)甚至更多級(jí)的保護(hù)。第四級(jí)保護(hù)其雷電通流容量不應(yīng)低于5KA。
編輯本段三、浪涌保護(hù)器的分類：
1、按工作原理分：
1．開(kāi)關(guān)型：其工作原理是當(dāng)沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應(yīng)雷電瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)，其阻抗就突變?yōu)榈椭担试S雷電流通過(guò)。用作此類裝置時(shí)器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。
2．限壓型：其工作原理是當(dāng)沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會(huì)不斷減小，其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。
3．分流型或扼流型
分流型：與被保護(hù)的設(shè)備并聯(lián)，對(duì)雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對(duì)正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。
扼流型：與被保護(hù)的設(shè)備串聯(lián)，對(duì)雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗，而對(duì)正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。
用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長(zhǎng)短路器等。
2、按用途分：
(1)電源保護(hù)器：交流電源保護(hù)器、直流電源保護(hù)器、開(kāi)關(guān)電源保護(hù)器等。
· 交流電源防雷模塊適用于配電室、配電柜、開(kāi)關(guān)柜、交直流配電屏等系統(tǒng)的電源保護(hù)；
· 建筑物內(nèi)有室外輸入的配電箱、建筑物層配電箱；
電源型浪涌保護(hù)器
· 用于低壓( 220/380VAC)工業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng)；
· 在電力系統(tǒng)中， 主要用于自動(dòng)化機(jī)房、變電站主控制室電源屏內(nèi)三相電源輸入或輸出端。
適用于各種直流電源系統(tǒng)，如：
· 直流配電屏；
· 直流供電設(shè)備；
· 直流配電箱；
· 電子信息系統(tǒng)柜；
· 二次電源設(shè)備的輸出端。
(2)信號(hào)保護(hù)器：低頻信號(hào)保護(hù)器、高頻信號(hào)保護(hù)器、天饋保護(hù)器等。
網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器適用范圍
·用于10/100Mbps SWITCH、HUB、ROUTER等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的雷擊和雷電電磁脈沖造成的感應(yīng)過(guò)電壓保護(hù)； ·網(wǎng)絡(luò)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)防護(hù)； ·網(wǎng)絡(luò)機(jī)房服務(wù)器防護(hù)； ·網(wǎng)絡(luò)機(jī)房其它帶網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備防護(hù)；·24口集成防雷箱主要應(yīng)用于綜合網(wǎng)絡(luò)柜、分交換機(jī)柜內(nèi)多信號(hào)通道的集中防護(hù)
信號(hào)類電涌保護(hù)器
視頻信號(hào)防雷器適用范圍
主要用于視頻信號(hào)設(shè)備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的協(xié)擊保護(hù)，可保護(hù)各種視頻傳輸設(shè)備免受來(lái)自信號(hào)傳輸線的感應(yīng)雷擊和電涌電壓帶來(lái)的危害，對(duì)相同工作電壓下的RF傳輸同樣適用。 集成式多口視頻防雷箱主要應(yīng)用于綜合控制柜內(nèi)硬盤錄像機(jī)、視頻切割器等控制設(shè)備的集中防護(hù)。
編輯本段安裝方法
1。SPD常規(guī)安裝要求
浪涌保護(hù)器采用35MM標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝
對(duì)于固定式SPD，常規(guī)安裝應(yīng)遵循下述步驟：
1）確定放電電流路徑
2）標(biāo)記在設(shè)備終端引起的額外電壓降的導(dǎo)線，。
3）為避免不必要的感應(yīng)回路，應(yīng)標(biāo)記每一設(shè)備的 PE導(dǎo)體，
4）設(shè)備與SPD之間建立等電位連接。
5）要進(jìn)行多級(jí)SPD的能量協(xié)調(diào)
為了限制安裝后的保護(hù)部分和不受保護(hù)的設(shè)備部分之間感應(yīng)耦合，需進(jìn)行一定測(cè)量。通過(guò)感應(yīng)源與犧牲電路的分離、回路角度的選擇和閉合回路區(qū)域的限制能降低互感，
當(dāng)載流分量導(dǎo)線是閉合回路的一部分時(shí)，由于此導(dǎo)線接近電路而使回路和感應(yīng)電壓而減少。
一般來(lái)說(shuō)，將被保護(hù)導(dǎo)線和沒(méi)被保護(hù)的導(dǎo)線分開(kāi)比較好，而且，應(yīng)該與接地線分開(kāi)。同時(shí)，為了避免動(dòng)力電纜和通信電纜之間的瞬態(tài)正交耦合，應(yīng)該進(jìn)行必要的測(cè)量。
2。SDP接地線徑選擇
數(shù)據(jù)線：要求大于2.5mm2 ；當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)0.5米時(shí)要求大于4mm2。YD/T5098-1998。
電源線：相線截面積S≤16mm2 時(shí)，地線用S ；相線截面積16mm2≤S≤35mm2 時(shí)，地線用16mm2 ；相線截面積S≥35mm2時(shí)，地線要求S/2 ；GB 50054第2.2.9條
浪涌保護(hù)器的主要參數(shù)
1、標(biāo)稱電壓Un：被保護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息技術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護(hù)
浪涌保證器
[1]
器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。
2、額定電壓Uc：能長(zhǎng)久施加在保護(hù)器的指定端，而不引起保護(hù)器特性變化和激活保護(hù)元件的電壓有效值。
3、額定放電電流Isn：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。
4、放電電流Imax：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。
5、電壓保護(hù)級(jí)別Up：保護(hù)器在下列測(cè)試中的值：1KV/μs斜率的跳火電壓；額定放電電流的殘壓。
6、響應(yīng)時(shí)間tA：主要反應(yīng)在保護(hù)器里的特殊保護(hù)元件的動(dòng)作靈敏度、擊穿時(shí)間，在一定時(shí)間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。
7、數(shù)據(jù)傳輸速率Vs：表示在一秒內(nèi)傳輸多少比特值，單位：bps；是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護(hù)器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。
8、插入損耗Ae：在給定頻率下保護(hù)器插入前和插入后的電壓比率。
9、回波損耗Ar：表示前沿波在保護(hù)設(shè)備（反射點(diǎn)）被反射的比例，是直接衡量保護(hù)設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。
10、縱向放電電流：指每線對(duì)地施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。
11、橫向放電電流：指線與線之間施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。
12、在線阻抗：指在標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統(tǒng)阻抗”。
13、峰值放電電流：分兩種：額定放電電流Isn和放電電流Imax。
14、漏電流：指在75或80標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的直流電流
浪涌保護(hù)器像電力海綿一樣，能夠吸收危險(xiǎn)的額外電壓，防止大多數(shù)這樣的電壓進(jìn)入您的敏感設(shè)備。電涌保護(hù)器(Surgeprotection Device)是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置，過(guò)去常稱為“避雷器”或“過(guò)電壓保護(hù)器”英文簡(jiǎn)寫為SPD。電涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過(guò)電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。
電涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含一個(gè)非線性電壓限制元件。用于電涌保護(hù)器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。
一、SPD的分類：
1、按工作原理分：
1．開(kāi)關(guān)型：其工作原理是當(dāng)沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應(yīng)雷電瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)，其阻抗就突變?yōu)榈椭?，允許雷電流通過(guò)。用作此類裝置時(shí)器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。
2．限壓型：其工作原理是當(dāng)沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會(huì)不斷減小，其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。
3．分流型或扼流型
分流型：與被保護(hù)的設(shè)備并聯(lián)，對(duì)雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對(duì)正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。
扼流型：與被保護(hù)的設(shè)備串聯(lián)，對(duì)雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗，而對(duì)正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。
用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長(zhǎng)短路器等。
按用途分：(1)電源保護(hù)器：交流電源保護(hù)器、直流電源保護(hù)器、開(kāi)關(guān)電源保護(hù)器等。
(2)信號(hào)保護(hù)器：低頻信號(hào)保護(hù)器、高頻信號(hào)保護(hù)器、天饋保護(hù)器等。
二、SPD的基本元器件及其工作原理：
1．放電間隙(又稱保護(hù)間隙)：
它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成(如圖15a)，其中一根金屬棒與所需保護(hù)設(shè)備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線(PE)相連接，當(dāng)瞬時(shí)過(guò)電壓襲來(lái)時(shí)，間隙被擊穿，把一部分過(guò)電壓的電荷引入大地，避免了被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)時(shí)滅弧性能差。改進(jìn)型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是*回路的電動(dòng)力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。
2．氣體放電管：
它是由相互離開(kāi)的一對(duì)冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，
氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有：直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2～3)Udc;工頻而授電流In;沖擊而授電流Ip；絕緣電阻R(>109Ω)；極間電容(1-5PF)
氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下：在直流條件下使用：Udc≥1.8U0（U0為線路正常工作的直流電壓）
在交流條件下使用：U dc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)
3．壓敏電阻：
它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻，當(dāng)作用在其兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值后，電阻對(duì)電壓十分敏感。它的工作原理相當(dāng)于多個(gè)半導(dǎo)體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點(diǎn)是非線性特性好（I=CUα中的非線性系數(shù)α），通流容量大（～2KA/cm2），常態(tài)泄漏電流小（10-7～10-6A），殘壓低（取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量），對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓響應(yīng)時(shí)間快（～10-8s），無(wú)續(xù)流。
壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有：壓敏電壓（即開(kāi)關(guān)電壓）UN，參考電壓Ulma；殘壓Ures；殘壓比K(K=Ures/UN)；通流容量Imax；泄漏電流；響應(yīng)時(shí)間。
壓敏電阻的使用條件有：壓敏電壓：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0為工頻電源額定電壓）
小參考電壓：Ulma≥（1.8～2）Uac (直流條件下使用)
Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓）
壓敏電阻的參考電壓應(yīng)由被保護(hù)電子設(shè)備的耐受電壓來(lái)確定，應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護(hù)電子設(shè)備的而損電壓水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護(hù)設(shè)備的而損電壓。
4．抑制二極管：
抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區(qū)（圖19），由于它具有箝位電壓低和動(dòng)作響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，特別適合用作多級(jí)保護(hù)電路中的末幾級(jí)保護(hù)元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線性系數(shù)，對(duì)于齊納二極管α=7～9，在雪崩二極管α=5～7。
抑制二極管的技術(shù)參數(shù)主要有
（1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓，這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內(nèi)，而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內(nèi)。
（2）箝位電壓：它是指管子在通過(guò)規(guī)定波形的大電流時(shí)，其兩端出現(xiàn)的電壓。
（3）脈沖功率：它是指在規(guī)定的電流波形（如10/1000μs）下，管子兩端的箝位電壓與管子中電流等值之積。
（4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區(qū)，其兩端所能施加的電壓，在此電壓下管子不應(yīng)擊穿。此反向變位電壓應(yīng)明顯高于被保護(hù)電子系統(tǒng)的運(yùn)行電壓峰值，也即不能在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)處于弱導(dǎo)通狀態(tài)。
（5）泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過(guò)的反向電流。
（6）響應(yīng)時(shí)間：10-11s
5．扼流線圈：扼流線圈是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個(gè)尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對(duì)稱地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個(gè)四端器件，如圖15e所示，要對(duì)于共模信號(hào)呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對(duì)于差模信號(hào)呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào)（如雷電干擾），而對(duì)線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)無(wú)影響。
這種扼流線圈在制作時(shí)應(yīng)滿足以下要求：
1）繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣，以保證在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。
2）當(dāng)線圈流過(guò)瞬時(shí)大電流時(shí)，磁芯不要出現(xiàn)飽和。
3）線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。
4）線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強(qiáng)線圈對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓的而授能力。
6． 1/4波長(zhǎng)短路器
1/4波長(zhǎng)短路器是根據(jù)雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號(hào)電涌保護(hù)器，其結(jié)構(gòu)如圖21所示。這種保護(hù)器中的金屬短路棒長(zhǎng)度是根據(jù)工作信號(hào)頻率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波長(zhǎng)的大小來(lái)確定的。此并聯(lián)的短路棒長(zhǎng)度對(duì)于該工作信號(hào)頻率來(lái)說(shuō)，其阻抗無(wú)窮大，相當(dāng)于開(kāi)路，不影響該信號(hào)的傳輸，但對(duì)于雷電波來(lái)說(shuō)，由于雷電能量主要分布在n+KHZ以下（如圖22所示），此短路棒對(duì)于雷電波阻抗很小，相當(dāng)于短路，雷電能量級(jí)被泄放入地。
由于1/4波長(zhǎng)短路棒的直徑一般為幾毫米，因此耐沖擊電流性能好，可達(dá)到30KA（8/20μs）以上，而且殘壓很小，此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的，其不足之處是工頻帶較窄，帶寬約為2％～20％左右，另一個(gè)缺點(diǎn)是不能對(duì)天饋設(shè)施加直流偏置，使某些應(yīng)用受到限制。
三、SPD的基本電路
電涌保護(hù)器的電路根據(jù)不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介紹的幾種，一個(gè)技術(shù)精通的防雷產(chǎn)品研究工作者，可設(shè)計(jì)出五花八門的電路，好似一盒積木可搭出不同的結(jié)構(gòu)圖案。研制出既有效又性能價(jià)格比好的產(chǎn)品，是防雷工作者的重任。
四、電涌保護(hù)器的主要參數(shù)
1、標(biāo)稱電壓Un：被保護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息技術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護(hù)器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。
2、額定電壓Uc：能長(zhǎng)久施加在保護(hù)器的指定端，而不引起保護(hù)器特性變化和激活保護(hù)元件的電壓有效值。
3、額定放電電流Isn：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。
4、放電電流Imax：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。
5、電壓保護(hù)級(jí)別Up：保護(hù)器在下列測(cè)試中的值：1KV/μs斜率的跳火電壓；額定放電電流的殘壓。
6、響應(yīng)時(shí)間tA：主要反應(yīng)在保護(hù)器里的特殊保護(hù)元件的動(dòng)作靈敏度、擊穿時(shí)間，在一定時(shí)間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。
7、數(shù)據(jù)傳輸速率Vs：表示在一秒內(nèi)傳輸多少比特值，單位：bps；是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護(hù)器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。
8、插入損耗Ae：在給定頻率下保護(hù)器插入前和插入后的電壓比率。
9、回波損耗Ar：表示前沿波在保護(hù)設(shè)備（反射點(diǎn)）被反射的比例，是直接衡量保護(hù)設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。
10、縱向放電電流：指每線對(duì)地施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。
11、橫向放電電流：指線與線之間施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。
12、在線阻抗：指在標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統(tǒng)阻抗”。
13、峰值放電電流：分兩種：額定放電電流Isn和放電電流Imax。
14、漏電流：指在75或80標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的直流電流
浪涌保護(hù)器選型
隨著國(guó)際信息潮流的沖擊、微電子科技的沸騰和通訊、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制技術(shù)的日新月異，建筑開(kāi)始走向高品質(zhì)、高功能領(lǐng)域，形成了一種新的建筑形式——智能建筑。由于在智能建筑中存在眾多信息系統(tǒng)，《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94（2002年版）（以下簡(jiǎn)稱《防雷規(guī)范》）提出了安裝電涌保護(hù)器的相關(guān)要求，以保證信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，這里僅對(duì)其中使用的電涌保護(hù)器的產(chǎn)品選型提幾點(diǎn)個(gè)人的看法。
電涌保護(hù)器從本質(zhì)上看就是一種等電位連接用的材料而已，其選型就是指在不同的防雷區(qū)內(nèi)，按照不同雷擊電磁脈沖的嚴(yán)重程度和等電位連接點(diǎn)的位置，決定位于該區(qū)域內(nèi)的電子設(shè)備采用何種電涌保護(hù)器，實(shí)現(xiàn)與共用接地體等電位聯(lián)結(jié)。這里將從電涌保護(hù)器的放電電流Imax、持續(xù)工作電壓Uc、保護(hù)電壓Up、漏電流Ip、告警方式等方面進(jìn)行論述。
按照《防雷規(guī)范》第6.4.4條規(guī)定“電涌保護(hù)器必須能承受預(yù)期通過(guò)它們的雷電流，并應(yīng)符合以下兩個(gè)附加要求：通過(guò)電涌時(shí)的鉗位電壓，有能力熄滅在雷電流通過(guò)后產(chǎn)生的工頻續(xù)流?！奔措娪勘Ｗo(hù)器的鉗位電壓加上其兩端的感應(yīng)電壓應(yīng)與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設(shè)備允許的電涌電壓協(xié)調(diào)一致。
放電電流按照《防雷規(guī)范》第6.4.6條規(guī)定，在LPZOA、LPZOB與LPZ1區(qū)的交界處安裝電涌保護(hù)器其放電電流計(jì)算如下：根據(jù)《防雷規(guī)范》規(guī)定的“全部雷電流的50%流入建筑物的防雷裝置。另50%流入引入建筑物的各種外來(lái)導(dǎo)電物、電力線纜、通信線纜等設(shè)施”。
附錄六摘要如表一：
首次雷擊的雷電流參量、 雷電流參數(shù) 、一類防雷建筑物、二類防雷建筑物 、三類防雷建筑物 I幅值（KA）00 T1波頭時(shí)間（ s）50 雷電波經(jīng)建筑物引入的電力線纜、信息線纜、金屬管道等分解，總配電間的低配供電線纜雷電流的分流值計(jì)算表如表二，線路屏蔽時(shí)，通過(guò)的雷電流降低到原來(lái)的30%，根據(jù)《通信局（站）雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》YD/T5098-2001中規(guī)定的脈沖為10/350 s波形的電荷量約為8/20 s模擬雷電波波形電荷量的20陪，具體計(jì)算如下：
表二：供電線纜雷電流分流值表、 雷電流參數(shù)、 一類防雷建筑 、二類防雷建筑 、三類防雷建筑 I幅值（KA）00 供電線纜總分流值（kA） 33.33 25 16.67 每根電纜分流值（kA） 11.11 8.33 5.56 穿管屏蔽分流值（kA） 3.33 2.49 1.67 8/20 s波型轉(zhuǎn)換值（kA） 66.6 49.8 33.4 電涌保護(hù)器放電電流（kA） 保護(hù)（建議）﹡ (kA) 二級(jí)保護(hù)（建議）﹡(kA) 40 40 40 ﹡均為放電電流電涌保護(hù)器的放電電流如表二.《防雷規(guī)范》第6.4.8條、第6.4.9條規(guī)定，在LPZ1區(qū)與LPZ2區(qū)（機(jī)房配電箱）安裝的電涌保護(hù)器，其標(biāo)稱放電電流（額定放電電流）大于5kA，選用放電電流為40kA、標(biāo)稱放電電流為10kA的電涌保護(hù)器作為二級(jí)保護(hù)器。
2、保護(hù)電壓選擇保護(hù)器合適的殘壓固然很重要，但當(dāng)電源保護(hù)器安裝在低壓電網(wǎng)中時(shí)，我們更應(yīng)該考慮系統(tǒng)的殘壓，即在考慮保護(hù)器殘壓的同時(shí)也要考慮到電涌保護(hù)器的安裝方式對(duì)系統(tǒng)殘壓的影響，設(shè)保護(hù)器如圖（一）安裝，因雷電波在系統(tǒng)中的電流平均梯度不是在首次雷擊，而是在后續(xù)雷擊中，如按照《通信局（站）雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》YD/T5098-2001中規(guī)定的模塊式保護(hù)器的接線端子與相線和零線之間的連接線長(zhǎng)度應(yīng)小于0.5米，其接地線的長(zhǎng)度應(yīng)小于1米的要求，在低壓柜中選擇合適位置，使總連接線長(zhǎng)度小于1.0米是有可能的，因此其平均梯度、系統(tǒng)殘壓、保護(hù)器保護(hù)電壓等的計(jì)算如表三（保護(hù)器保護(hù)電壓選擇表）。
表三：保護(hù)器保護(hù)電壓選擇表 后續(xù)雷擊雷電流參數(shù) 一類防雷建筑物 二類防雷建筑 三類防雷建筑 I幅值（kA） 50 37.5 25 穿管屏蔽分流值（kA） 0.83 0.625 0.42 波頭時(shí)間（ s） 3.32 2.5 1.68 1.0-1.5米連接線壓降 L*di/dt（V）-2520 電源設(shè)備絕緣耐壓（V） 6000 電涌保護(hù)器 保護(hù)電壓（V） 2680-1020（17kA）3500-2250（12.5kA） 4320-3480（8.4kA）????由表三可以看出，電涌保護(hù)器的保護(hù)電壓Up為4000V是不允許的，選擇保護(hù)電壓為2000V左右是合適的。電源供電到各個(gè)機(jī)房配電箱、重要用電設(shè)備、樓層配電箱時(shí)，已經(jīng)經(jīng)過(guò)了線纜的多次延時(shí)、解藕作用，其波頭時(shí)間將遠(yuǎn)大于10微秒，雷電流能量也經(jīng)過(guò)多次分流衰減，能量將小于5000A，因此每根線路的電流平均梯度=5kA/2*30%/10 s=0.075kA/ s，當(dāng)電涌保護(hù)器如上圖一安裝時(shí)：A、B的電涌電壓= UL1+Ur+UL2=0.1kV+ Ur，（設(shè)L1+L2=1.5m），因機(jī)房設(shè)備如服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、交換矩陣等屬于特殊保護(hù)設(shè)備，其耐沖擊電壓額定值為1500伏，此時(shí)，選擇的電涌保護(hù)器的保護(hù)電壓應(yīng)小于1400伏，因此，二級(jí)電涌保護(hù)器的保護(hù)電壓（在3-5kA下）小于1200伏是合適的。
3、連續(xù)工作電壓Uc根據(jù)《防雷規(guī)范》第6.4.5條規(guī)定，在TN供電系統(tǒng)中其Uc大于1.15*220V=253伏，同時(shí)在第6.4.6條規(guī)定“在供電電壓偏差超過(guò)10%以及諧波使電壓幅值加大的場(chǎng)所，應(yīng)根據(jù)具體情況對(duì)SPD提高持續(xù)耐壓”，有些配電箱制造廠家只選擇275V，我們認(rèn)為TN供電系統(tǒng)持續(xù)工作電壓選擇275V是不合適的，其理由如下：
1）我們知道GB50057-94是按照IEC標(biāo)準(zhǔn)制定的，而IEC標(biāo)準(zhǔn)主要吸收的是歐美發(fā)達(dá)等國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，其防雷依據(jù)主要是發(fā)達(dá)國(guó)家的電網(wǎng)的高質(zhì)量，而我國(guó)電網(wǎng)質(zhì)量與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在比較大差距，尤其在故障電壓、電壓偏差、電壓波動(dòng)、電壓畸變、諧波影響、三相不平衡系數(shù)等方面存在更大的差距，在某些地方供電電壓超過(guò)+15%，也是正常的；
2）GA173-98《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電涌保護(hù)器的標(biāo)稱導(dǎo)通電壓大于2.2倍的系統(tǒng)工作電壓，即在220V工作系統(tǒng)中應(yīng)大于484V；我們知道限壓型SPD的主要元器件是壓敏電阻，根據(jù)壓敏電阻的分類標(biāo)準(zhǔn)中持續(xù)耐壓與壓敏電壓（標(biāo)稱導(dǎo)通電壓）關(guān)系表可以看出：壓敏電壓不是某一固定值，而是個(gè)范圍，對(duì)比484V，我們可以得出持續(xù)耐壓應(yīng)大于350V。 表四：持續(xù)耐壓與壓敏電壓（標(biāo)稱導(dǎo)通電壓）關(guān)系表持續(xù)耐壓UC 壓敏電壓（V） 壓敏電壓范圍（V）0 0 0 0 5 0675-825 持續(xù)耐壓與殘壓是一對(duì)矛盾體，持續(xù)耐壓高，保護(hù)器的壽命高，而殘壓也高；持續(xù)耐壓低，保護(hù)器的壽命低，而殘壓也低；但在5-10kA雷電流沖擊下，持續(xù)耐壓為350V的保護(hù)器與持續(xù)耐壓為440V的保護(hù)器比較，其殘壓低不到100V，不會(huì)很快提高系統(tǒng)殘壓，因此我們認(rèn)為選擇持續(xù)耐壓（如440V）比較高的保護(hù)器，以提高保護(hù)器使用壽命是合理的。
4、漏電流根據(jù)GA173-98《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保護(hù)器》中第6.1.1條規(guī)定，并聯(lián)型電源避雷器的漏電流應(yīng)小于20A，漏電流I0越大，電涌保護(hù)器將聚集能量而發(fā)熱的可能性增大，而漏電流又是隨著壓敏電阻的溫度升高而增大的，因此，此時(shí)該壓敏電阻就處于惡性循環(huán)狀態(tài)，這也表明了漏電流隨時(shí)間的變化率（增加率）越大，電涌保護(hù)器聚集能量將越快，從而性能會(huì)越差，保護(hù)器使用壽命下降，一般情況下，保護(hù)器的漏電流小于10A為宜。
5、告警方式目前能提供的告警方式共有三類，一類是遙信、遙測(cè)告警，適用于無(wú)人值守的工作場(chǎng)合；另一類是可視告警，通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)告警功能，該告警方式應(yīng)在雷雨過(guò)后對(duì)設(shè)施進(jìn)行檢查或定期檢查，適用于所有的場(chǎng)合，也是目前使用多的告警方式；還有是聲光告警，此告警方式需增加一個(gè)告警模塊，目前許多建議謹(jǐn)慎使用。因?yàn)槔讚魰r(shí)，有可能是聲光告警模塊首先被擊壞而失去聲光告警功能，如此時(shí)產(chǎn)品也正好被擊壞，人們因依賴聲光告警而未察覺(jué)，等第二次雷擊時(shí)，雷電將會(huì)乘虛而入擊壞后續(xù)保護(hù)設(shè)備。
6、結(jié)構(gòu)形式電涌保護(hù)器的結(jié)構(gòu)形式是非常重要，主要存在兩種結(jié)構(gòu)形式：整體式模塊化設(shè)計(jì)和插拔式模塊化設(shè)計(jì)。插拔式結(jié)構(gòu)因存在插拔間隙而存在間隙放電，尤其在空氣濕度比較大的地方，此現(xiàn)象將會(huì)更嚴(yán)重，使保護(hù)器的使用壽命降低。整體式模塊化設(shè)計(jì)不存在任何間隙，同時(shí)因采用35mm導(dǎo)軌式安裝，也方便更換。
